DE19513633C2 - Press roll to perform splitting operations - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Drückrolle zur Ausführung von Spaltvorgängen an rotationssymmetrischen Werkstücken auf einer Drückmaschine.The invention relates to a spinning roller for execution of splitting processes on rotationally symmetrical workpieces on a press machine.
Drückrollen der genannten Art sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt, wobei derartige Drückrollen je weils eine Spaltschneide aufweisen. Mittels einer sol chen Drückrolle kann das rotationssymmetrische Werkstück von seinem Außenumfang ausgehend in Radialrichtung von außen nach innen hin gespalten und so in seinem äußeren Bereich in zwei Teile geteilt werden. Diese beiden Teile können dann durch weitere Umformungen zur gewünschten Endform gebracht werden, wobei das fertig bearbeitete Werkstück beispielsweise eine Riemenscheibe sein kann, deren Riemenauflagefläche durch die beiden Teile des zuvor gespaltenen Bereiches des Werkstückes gebildet ist.Spinning rollers of the type mentioned are in different Versions known, such pressure rollers each because they have a split edge. By means of a sol Chen spinning roller can the rotationally symmetrical workpiece from its outer circumference in the radial direction from split inside out and so in its outer Area to be divided into two parts. These two parts can then be formed by further forming to the desired Bring the final shape, the finished machined Workpiece can be a pulley for example the belt contact surface by the two parts of the previously split area of the workpiece is.
Entsprechende Drückrollen sind beispielsweise aus der DE-PS 12 06 838 bekannt. Mit diesen Drückrollen kann in einer Werkstückaufspannung ein Spalt erzeugt, aufgeweitet und ausgeformt werden.Corresponding pressure rollers are for example known from DE-PS 12 06 838. With these spinning rollers can a gap created, widened and be shaped.
Bei manchen Werkstücken ist es aber erforderlich, mehrere Spaltvorgänge durchzuführen, wobei die Lage der Spalte in Axialrichtung des Werkstückes gesehen auch noch un symmetrisch sein kann. Für derartige Werkstücke müssen nacheinander mehrere Spaltvorgänge durchgeführt werden, wobei außerdem Mittel zur Abstützung des Werkstückes bei unsymmetrischer Lage des Spaltes erforderlich sind, um ungewollte Verformungen des Werkstückes zu vermeiden und eine ausreichende Genauigkeit des Spalteverlaufes zu ge währleisten. Dies erfordert einen erhöhten maschinellen und zeitlichen Aufwand.Some workpieces require several Perform splitting operations, taking the location of the column seen in the axial direction of the workpiece also un can be symmetrical. For such workpieces several splitting processes are carried out in succession, wherein also means for supporting the workpiece asymmetrical position of the gap are required to to avoid unwanted deformation of the workpiece and sufficient accuracy of the course of the column guarantee. This requires an increased machine and time expenditure.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Drückrolle der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die die aufgeführten Nachteile vermeidet und mit der Werkstücke, die mehrere Spaltvorgänge bei ihrer Bearbeitung erfordern, technisch einfacher und schneller bearbeitet werden können.The object of the present invention is a spinning roller of the type mentioned are available to provide, which avoids the disadvantages listed and with the workpieces that have multiple splitting processes at their Require editing, technically easier and faster can be edited.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsge mäß durch eine Drückrolle der eingangs genannten Art, die als Doppel-Spalt rolle mit zwei in Drückrollenaxialrichtung voneinander beabstandeten Spaltschneiden ausgebildet ist, wobei zwi schen den beiden Spaltschneiden eine Nut ausgespart ist, die von je einer Flanke der beiden Spaltschneiden seit lich begrenzt ist.The solution to the problem is achieved according to the invention by a pressure roller of the type mentioned at the beginning, the as a double slit roll with two in the axial direction from each other spaced gap cutting is formed, wherein between a groove is cut out between the two splitting blades, from one flank of the two split edges is limited.
Die erfindungsgemäße Drückrolle bietet den Vorteil, daß mit ihr in einem Arbeitsgang zwei Spaltvorgänge an einem Werkstücke ausgeführt werden können, wodurch der maschi nelle und der zeitliche Aufwand hierfür wesentlich redu ziert wird. Der bei einem mit der erfindungsgemäßen Drückrolle ausgeführten Spaltvorgang zwischen den erzeug ten Spalten verbleibende Teil des Werkstückes wird von der zwischen den Spaltschneiden ausgesparten Nut in der Drückrolle aufgenommen, so daß er für das Zustellen der Drückrolle nicht hinderlich ist. Die mit der Drückrolle erreichbaren Spalttiefe hängt dabei lediglich von der Tie fe der Nut zwischen den beiden benachbarten Spaltschnei den ab.The spinning roller according to the invention has the advantage that with her two splitting operations on one in one operation Workpieces can be carried out, whereby the machine nelle and the time required for this significantly reduced is decorated. The one with the invention Press roller performed splitting between the generated The remaining part of the workpiece is made of the groove left in the gap between the cutting edges Spinning roller added, so that he for the delivery of the Spinning roller is not a hindrance. The one with the spinning roller achievable gap depth depends only on the tie fe the groove between the two adjacent splitting lines the off.
Eine erste Ausgestaltung der Drückrolle sieht vor, daß die die Nut seitlich begrenzenden Flanken parallel zuein ander verlaufen. Auf diese Weise wird über die gesamte radiale Länge der Nut eine Abstützung des Werkstückes an den Nutflanken erreicht, was insbesondere bei asymmetri scher Materialverteilung beiderseits der Spalte vorteil haft ist und was unter Umständen sogar einen derartigen Spaltvorgang überhaupt erst möglich macht.A first embodiment of the spinning roller provides that the flanks that laterally delimit the groove parallel to each other other run. This way, the whole radial length of the groove supports the workpiece reached the groove flanks, which is particularly the case with asymmetric advantageous material distribution on both sides of the column and what may even be such Makes the splitting process possible in the first place.
Eine dazu alternative Ausgestaltung der Drückrolle schlägt vor, daß die die Nut seitlich begrenzenden Flan ken in Radialrichtung der Drückrolle von außen nach innen ihren Abstand vergrößern. Bei einer so ausgeführ ten Drückrolle findet zwar eine Abstützung des Werk stückes nur noch in unmittelbarer Nähe der Schneiden spitzen der beiden Spaltschneiden statt, jedoch ist hier die gegenseitige gleitende Reibung zwischen der Drückrol le einerseits und dem Werkstück andererseits wesentlich herabgesetzt, wodurch der Drückvorgang mit geringerem Kraftaufwand und geringerem Verschleiß ausführbar ist.An alternative embodiment of the spinning roller suggests that the flan laterally delimiting the groove in the radial direction of the spinning roller from the outside increase their distance inside. Executed in such a way The spinning roller is supported on the factory piece only in the immediate vicinity of the cutting edges tip of the two split edges instead, but here is the mutual sliding friction between the pressure roller le on the one hand and the workpiece on the other hand essential reduced, which makes the pressing process with less Force and less wear is feasible.
Die jeweils von der Nut abgewandten Flanken der beiden Spaltschneiden der erfindungsgemäßen Drückrolle können unterschiedlich ausgeführt sein; bevorzugte diesbezügli che Ausführungen sind in den Ansprüchen 4 bis 6 angege ben.The flanks of the two facing away from the groove Splitting the spinning roller according to the invention can be executed differently; preferred in this regard Che designs are given in claims 4 to 6 ben.
Um eine gute Schneidwirkung der Spaltschneiden zu erzie len und um diese gleichzeitig ausreichend widerstandsfä hig gegen Abnutzung zu halten, ist vorgesehen, daß der von den Flanken der Spaltschneiden an den Schneidenspit zen eingeschlossene Winkel α kleiner als 30° und größer als 10° ist.To achieve a good cutting effect of the split blades len and at the same time sufficiently resistant To keep abt against wear, it is provided that the from the flanks of the splitting blades to the cutting tip zen included angles α smaller than 30 ° and larger than 10 °.
Eine weitere Ausgestaltung der Drückrolle, die insbeson dere für einen Einsatz in weicherem Material oder für einen Einsatz im Nachgang zu einer mit scharfen Schnei den versehenen Spaltrolle geeignet ist, sieht vor, daß die Spaltschneidenspitzen ausgerundet sind. Another embodiment of the spinning roller, in particular for use in softer material or for use after a sharp cut the provided split roll is suitable, provides that the cutting edge tips are rounded.
Bevorzugt beträgt dabei der Ausrundungsradius der Spalt schneidenspitzen etwa 1/100 bis 1/20 des maximalen Drück rollenradius.The radius of the fillet is preferably the gap cutting tips about 1/100 to 1/20 of the maximum pressure roll radius.
Um einerseits die Herstellung der erfindungsgemäßen Drückrolle zu vereinfachen und andererseits die Drückrol le an unterschiedliche Einsatzfälle schnell und einfach anpassen zu können, wird vorgeschlagen, daß die Drückrol le aus mehreren voneinander trennbaren rotationssymmetri schen Drückrollenteilen zusammengesetzt ist. Die einzel nen Drückrollenteile können so für sich gefertigt und an schließend zu der gewünschten Drückrolle miteinander kom biniert werden.To the one hand, the manufacture of the invention Simplify spinning roller and on the other hand the spinning roller to different applications quickly and easily To be able to adapt, it is proposed that the push roll le from several separable rotational symmetries pressure roller parts is composed. The single Native pressure roller parts can thus be manufactured and used on their own then close to the desired spinning roller be binated.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß ein erster Drückrol lenteil die erste der beiden Spaltschneiden, ein zweiter Drückrollenteil die zweite der beiden Spaltschneiden und ein dritter Drückrollenteil ein zwischen dem ersten und zweiten Drückrollenteil angeordnetes Distanzstück um faßt. Auf diese Weise können die Schneidengeometrien der beiden Spaltschneiden der Drückrolle sowie der in Axial richtung gemessene Abstand der beiden Spaltschneiden der Drückrolle voneinander frei ausgewählt und beliebig mit einander kombiniert werden. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, daß nicht für jeden Einsatzfall eine eigene komplette Drückrolle vorgehalten werden muß, sondern daß aus einer Auswahl von verschiedenen Drückrollenteilen die jeweils benötigte Drückrolle zusammengesetzt werden kann. Hierdurch werden Herstellungs- und Investitions kosten eingespart und es wird die Lagerhaltung verein facht.It is preferably provided that a first pressure roller part of the first of the two split edges, a second Press roller part the second of the two split blades and a third pinch roller part between the first and second pressure roller part arranged spacer sums up. In this way, the cutting edge geometries of the two split edges of the spinning roller and the one in axial direction measured distance of the two slitting edges of the Spinning roller freely selected from each other and with any can be combined. This will be advantageous achieved that not for each application complete spinning roller must be kept available, but that from a selection of different spinning roller parts the required spinning roller are put together can. This makes manufacturing and investment cost savings and storage is combined fold.
In ihrer einfachsten Ausführung sind die erfindungsge mäßen Drückrollen spiegelsymmetrisch zur Radial-Mittel ebene ausgeführt; alternativ können aber bei der Drück rolle gemäß Erfindung auch die Radien und/oder die Flan kenformen und/oder die Spaltschneidenspitzenwinkel der beiden Spaltschneiden voneinander verschieden sein.In their simplest execution are the fiction moderate pressure rollers mirror-symmetrical to the radial center level executed; alternatively, you can press roll according to the invention also the radii and / or the flan kenformen and / or the cutting edge tip angle of the the two cutting edges are different from each other.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Drückrolle werden im folgenden anhand von Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen:Embodiments of the spinning roller according to the invention are explained below with reference to drawings. The drawings show:
Fig. 1 eine erste Drückrolle in Seitenansicht mit einem von dieser bearbeiteten Werkstück im Quer schnitt, wobei von der Drückrolle und dem Werk stück jeweils nur die eine Hälfte unterhalb bzw. oberhalb der zugehörigen Drehachse darge stellt ist, Fig. 1 shows a first spinning roller in side view with a machined workpiece from that in cross-section, wherein the press roller and the workpiece, in each case only one half below or above the associated rotary axis represents Darge,
Fig. 2 eine zweite Drückrolle mit einem von dieser be arbeiteten Werkstück, in gleicher Darstellungs weise wie Fig. 1 und Fig. 2 shows a second spinning roller with one of these be worked workpiece, in the same representation as Fig. 1 and
Fig. 3 eine dritte Drückrolle mit einem von dieser be arbeiteten Werkstück, ebenfalls in gleicher Dar stellungsweise wie Fig. 1. Fig. 3 shows a third spinning roller with a be worked by this workpiece, also in the same Dar position as Fig. 1st
Wie die Fig. 1 zeigt, besitzt das hier dargestellte erste Ausführungsbeispiel einer Drückrolle 1 zwei Spaltschneiden 11, 12, die in jeweils einer Spalt schneidenspitze 11′, 12′ auslaufen. Die in der Zeichnung linke Spaltschneide 11 wird durch Schneidenflanken 110, 111 begrenzt; die in der Zeichnung rechte Spaltschneide 12 wird durch Schneidenflanken 120, 121 begrenzt.As shown in FIG. 1, the first exemplary embodiment of a pressure roller 1 shown here has two splitting blades 11 , 12 , each of which has a cutting tip 11 ', 12 ' in a gap. The left cutting edge 11 in the drawing is delimited by cutting edges 110 , 111 ; the right cutting edge 12 in the drawing is delimited by cutting edges 120 , 121 .
Zwischen den Spaltschneiden 11 und 12 befindet sich im Zentrum der Drückrolle 1 ein zylindrischer Abschnitt 10, geringeren Außendurchmessers, wodurch zwischen dessen Außenumfang sowie den beiden aufeinander zu weisenden Schneidenflanken 111, 121 eine im vorliegenden Beispiel im Querschnitt rechteckige radial nach außen offene Nut 13 gebildet wird. Between the cutting edges 11 and 12 there is a cylindrical section 10 of smaller outside diameter in the center of the pressure roller 1, as a result of which, in the present example, a radially outwardly open groove 13 is formed between its outer circumference and the two cutting edge flanks 111 , 121 facing one another .
Die Drückrolle 1 ist um ihre Mittelachse 100 rotations symmetrisch geformt und in ihrem Einsatz um diese dreh bar gelagert, wobei die Mittel zur Lagerung hier nicht eigens dargestellt sind, da sie dem Fachmann geläufig sind.The spinning roller 1 is rotationally symmetrical about its central axis 100 and is mounted in its use in order to rotate it, the means for storage not being shown here, since they are familiar to the person skilled in the art.
Unterhalb der in der Zeichnung oben dargestellten Drück rolle 1 ist ein mit dieser bearbeitetes rotationssymme trisches Werkstück 2 im Schnitt einer oberen Hälfte dar gestellt, wobei dieses Werkstück 2 ursprünglich eine flache, rotationssymmetrische zylindrische Ronde war. Mittels der Drückrolle 1 sind in das Werkstück 2 von des sen Außenumfang ausgehend zwei Spalte 211, 212 einge bracht worden, wodurch zwei aus der Radialebene herausge bogene Flügel 21, 23 aus dem Umfangsbereich 22 des Werk stücks 2 gebildet worden sind. In seinem zwischen den Flügeln 21, 23 liegenden Umfangsbereich 22 ist das Werk stück 2 unverformt.Below the press roll 1 shown in the drawing above, a machined with this rotationally symmetrical workpiece 2 is shown in the section of an upper half, wherein this workpiece 2 was originally a flat, rotationally symmetrical cylindrical blank. By means of the pressure roller 1 , two gaps 211 , 212 have been introduced into the workpiece 2 from the outer circumference thereof, whereby two wings 21 , 23 bent out from the radial plane have been formed from the peripheral region 22 of the workpiece 2 . In its lying between the wings 21 , 23 peripheral region 22 , the work piece 2 is undeformed.
Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, verlaufen die Flanken 111, 121 der beiden Spaltschneiden 11 und 12 pa rallel zueinander, so daß die Nut 13 eine rechteckige Kontur besitzt. Hierdurch stützt sich die Drückrolle 1 bei einem Spaltvorgang an dem mittleren Umfangsbereich 22 des Werkstücks 2 beim Eindringen in das Werkstück 2 ab. Die Geometrie der Drückrolle 1 sorgt für ein weitest gehendes Kräftegleichgewicht in Axialrichtung des Werk stücks 2, wodurch ein neutrales Verhalten der Drückrolle 1, auch bei asymmetrischem Spalten, erzielt wird. Ein Verlaufen der Drückrolle 1 in Axialrichtung relativ zum Werkstück wird so verhindert. Durch genaue Auslegung der Drückrollengeometrie kann für jeden Anwendungsfall das Kräftegleichgewicht optimiert werden.As can also be seen from FIG. 1, the flanks 111 , 121 of the two split edges 11 and 12 run parallel to one another, so that the groove 13 has a rectangular contour. As a result, the pressure roller 1 is supported during a splitting process on the central peripheral region 22 of the workpiece 2 when it penetrates into the workpiece 2 . The geometry of the pressure roller 1 ensures the greatest possible balance of forces in the axial direction of the workpiece 2 , whereby a neutral behavior of the pressure roller 1 , even with asymmetrical gaps, is achieved. This prevents the pressure roller 1 from running in the axial direction relative to the workpiece. The exact balance of the pressure roller geometry enables the balance of forces to be optimized for every application.
Weiterhin zeigt die Fig. 1, daß die beiden nach außen weisenden Flanken 110, 120 der beiden Spaltschneiden 11, 12 geradlinig ausgebildet sind und jeweils mit der zuge hörigen nach innen weisenden Flanke 111 bzw. 121 einen spitzen Winkel α einschließen. Dieser Winkel α liegt vor zugsweise im Bereich zwischen etwa 10 und 30°. Dement sprechend verlaufen auch die Flügel 21, 23 im wesentli chen geradlinig und unter dem gleichen Winkel α zu dem mittleren Umfangsbereich 22 des Werkstücks 2. In seinem zentralen, nahe der Symmetrie- und Rotationsachse 200 liegenden Bereich 20 besitzt das Werkstück 2 noch seine ursprüngliche Form, die dem des Ausgangsmaterials ent spricht. Mittel zur Halterung und Drehung des Werkstücks 2 sind hier nicht eigens dargestellt.Furthermore, Fig. 1 shows that the two outwardly facing flanks 110 , 120 of the two cutting edges 11 , 12 are rectilinear and each include an acute angle α with the associated inwardly facing flank 111 and 121 respectively. This angle α is preferably in the range between about 10 and 30 °. Dement speaking, the wings 21 , 23 extend in rectilinear Chen and at the same angle α to the central peripheral region 22 of the workpiece 2nd In its central region 20 , which is close to the axis of symmetry and rotation 200 , the workpiece 2 still has its original shape, which speaks to that of the starting material. Means for holding and rotating the workpiece 2 are not specifically shown here.
Fig. 2 zeigt eine geänderte Ausführung der Drückrolle 1, wobei diese auch hier wieder aus den zwei Spaltschneiden 11 und 12 und dem dazwischenliegen den zylindrischen Teil 10 besteht. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind bei der in Fig. 2 gezeigten Drückrolle 1 die nach außen weisenden Flan ken 110, 120 der beiden Spaltschneiden 11, 12 so kontu riert, daß sie von den Schneidenspitzen 11′, 12′ ausge hend zunächst geradlinig unter einem spitzen Winkel zu den nach innen weisenden Flanken 111, 121 und daran an schließend in einem konkaven Bogen weiter verlaufen. Fig. 2 shows a modified version of the spinning roller 1 , which here again consists of the two splitting blades 11 and 12 and the cylindrical part 10 lying between them. In contrast to the embodiment shown in FIG. 1, in the pressure roller 1 shown in FIG. 2, the outwardly facing flanges 110 , 120 of the two splitting blades 11 , 12 are contoured so that they start from the cutting tips 11 ', 12 ' initially straight at an acute angle to the inwardly facing flanks 111 , 121 and then continue in a concave arc.
Der Geometrie der Spaltschneiden 11, 12 entsprechend er halten auch die mittels dieser Drückrolle 1 von dem Werk stück 2 abgespaltenen Flügel 21, 23 einen entsprechenden Verlauf, wobei die in dem Werkstück 2 erzeugten Spalte 211, 212 im wesentlichen mit der Kontur der Spaltschnei den 11, 12 übereinstimmen, wie der untere Teil von Fig. 2 zeigt. Bezüglich der übrigen Bezugsziffern wird auf die Beschreibung der Fig. 1 verwiesen.The geometry of the splitting blades 11 , 12 corresponding to he hold also by means of this pressure roller 1 from the work piece 2 split wings 21 , 23 a corresponding course, the gaps created in the workpiece 2 211 , 212 substantially with the contour of the splitting blade 11th , 12 match, as the lower part of FIG. 2 shows. With regard to the remaining reference numbers, reference is made to the description of FIG. 1.
Fig. 3 schließlich zeigt ein Ausführungs beispiel der Drückrolle 1, welches dadurch gekennzeich net ist, daß die Spaltschneiden 11, 12 mit ausgerundeten Spitzen 11′, 12′ ausgebildet sind. Außerdem sind die nach außen weisenden Flanken 110, 120 der beiden Spalt schneiden 11, 12 über ihre gesamte Länge mit einem kon kaven Bogen ausgeführt, wodurch diese Drückrolle 1 ins besondere als Aufweitrolle geeignet ist. Mit dieser Drückrolle 1 können dann zuvor mit einer Drückrolle ge mäß Fig. 1 oder Fig. 2 erzeugte Spalte 211, 212 aufge weitet und die Flügel 21, 23 weiter umgelegt und so wei ter umgeformt werden. Fig. 3 finally shows an execution example of the pressure roller 1 , which is characterized in that the splitting blades 11 , 12 are formed with rounded tips 11 ', 12 '. In addition, the outward-facing flanks 110 , 120 of the two gap cut 11 , 12 are executed over their entire length with a con cave arc, whereby this pressure roller 1 is particularly suitable as an expanding roller. With this spinning roller 1 , gaps 211 , 212 generated according to FIG. 1 or FIG. 2 can then be expanded beforehand with a spinning roller and the wings 21 , 23 further folded over and thus further formed.
Das Werkstück 2 kann nach dem Erzeugen der beiden Spalte 211, 212 mittels weiterer Umformschritte, insbesondere mittels weiterer Drückoperationen in gewünschter Weise weiter umgeformt und zu einem fertigen Produkt weiterver arbeitet werden. Dieses fertige Produkt kann beispiels weise ein Getriebe- oder Kupplungsteil für ein Kraftfahr zeug sein.After the creation of the two gaps 211 , 212, the workpiece 2 can be further shaped in the desired manner by means of further shaping steps, in particular by means of further pressing operations, and can be further processed into a finished product. This finished product can be, for example, a gear or coupling part for a motor vehicle.
Die Drückrollen 1, die in den Fig. 1 bis 3 darge stellt sind, können einstückig ausgeführt sein oder al ternativ aus mehreren Drückrollenteilen zusammengesetzt sein. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen der Drückrolle 1 bestehen die drei zusammengesetzten Drück rollenteile dann aus der ersten Spaltschneide 11, der zweiten Spaltschneide 12 und dem dazwischen angeordneten zylindrischen, als Distanzstück dienenden Teil 10. Diese Teile können in an sich bekannter Weise z. B. durch Ver schraubungen miteinander lösbar verbunden sein. Durch Auswechseln z. B. des Distanzstücks 10 können unterschied liche Schneidenabstände unter Weiterverwendung der bei den Spaltschneiden 11 und 12 verwirklicht werden.The pressure rollers 1 , which are shown in FIGS . 1 to 3 Darge, can be made in one piece or alternatively be composed of several pressure roller parts. In the illustrated embodiments of the spinning roller 1 , the three assembled spinning roller parts then consist of the first splitting knife 11 , the second splitting knife 12 and the cylindrical part 10 , which serves as a spacer, and is arranged in between. These parts can, for. B. can be releasably connected by screw connections. By changing z. B. the spacer 10 different Liche cutting distances can be realized with continued use of the gap blades 11 and 12 .
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